一种单交叉路口的信号混合优化方法

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1、第27卷第7期计算机仿真2010年7月文章编号：1006—9348(2010)07—0262—05一种单交叉路口的信号混合优化方法陈小锋，史忠科(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：针对包含不等式约束和等式约束的城市单交叉路13信号优化问题，为缓解交通堵塞和安全性，设计了一种混合优化方法。方法首先采用自适应惩罚策略，将具有不等式约束和等式约束的优化问题转变为仅包含决策变量上、下限约束的优化问题；然后再分别采用自适应实数编码遗传算法和一种变搜索空间局部搜索算法进行混合优化，为了提高实数编码遗传算法的优化效果，设计了一种自适应交叉概率和变异概率。

2、最后针对多种交通需求模式，应用混合优化方法进行了大量的仿真计算，结果表明在城市单交叉路1：3信号优化问题中具有良好的优化效果。关键词：惩罚策略；遗传算法；混合优化；信号优化中图分类号：TP391．9文献标识码：AAHybridOptimizationMethodforSignalTimingsOptimizationofSingleIntersectionCHENXiao—fengSHIZhong—ke(SchoolofAutomaticControl，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi’anShanxi710072，C

3、hina)ABSTRACT：Thispaperdealswithahybridoptimizationmethodforsolvingtheproblemsofsignaltimingsoptimiza-tionwithinequalityconstraintsandequalityconstraintsinthesingleintersection．Toapplythemethod，anadaptivepenaltystrategyisfirstlyadoptedtoconve~theoptimizationproblemwithbothequalityc

4、onstraintsandinequalitycon·straintstotheoptimizationproblemonlywithupperboundandlowboundofdecisionvariables．Thenanadaptivereal—-codedgeneticalgorithmandalocalsearchalgorithmwithvariablesearchspaceareemployedtooptimizetheprob--lem．Forimprovingtheoptimizationeffectofthereal—codedgene

5、ticalgorithm，theadaptivecrossoverprobabilityandmutationprobabilityaredesigned．Finally，toexaminethevalidityofthehybridoptimizationmethod，themethodandothertwoalgorithmsareusedtooptimizethetrafficsignaltimingsoptimizationproblemofasingleintersection，andlargeamountsofsimulationresultss

6、howthatthehybridoptimizationmethodproposedinthispapercanworkwellinthetrafficsignaltimingsoptimizationproblem．KEYWORDS：Penaltystrategy；Geneticalgorithm；Hybridoptimization；Signaltimingsoptimizationl引言其控制效果无异于定时控制。交叉口作为城市交通的主要疏散点，采用交通信号对其针对上述情况，近年来人们开始研究能够适应交通流变进行控制，是缓解交通堵塞和提高交通安全的重要措

7、施。化的信号控制方法，并建立了各种交叉路口的信号动态优化目前，交叉口常用的信号控制方式是定时控制和感应控模型。但由于实际交通条件的限制，这些模型中往往存在各制。定时控制是离线计算信号周期和绿信比，然后将信号控类约束条件，同时，根据优化目标的不同，目标函数具有不同制方案写入控制器在线执行，这种方式在一定程度上改善了形式，这些约束条件和目标函数在数学性质上往往不能满足路口的交通状况，但由于交通流到达的随机性和时变性，该一些传统优化方法(如线形规划方法、整数规划方法等)的要方式不能适应实际交通流的动态变化。感应控制则是在交求，因而难以用这些方法进行求解。通流饱和度

8、比较低且各方向交通量相差较大时控制效果良遗传算法(G